一噸6300美元！高純氧化鋁拋光液憑什么這么貴？

QY Research調研顯示，2025年全球氧化鋁研磨拋光液市場規模大約為6.71億美元，預計2032年將達到10.99億美元，2026-2032期間年復合增長率（CAGR）為7.3%。2025年氧化鋁研磨拋光液均價為6300美元/噸，銷量為10.65萬噸，總產能為16萬噸。

小編不經感慨：這價格簡直堪比天價，這玩意憑啥這么貴！

高純氧化鋁制備技術

在晶圓制造與藍寶石襯底的化學機械拋光（CMP）工藝中，高純納米氧化鋁作為關鍵磨料，不僅要求粒徑細小、分布狹窄，更需具備優異的分散性與相容性。這決定了其制備過程絕非簡單的“制粉”，而是涵蓋了復雜的粉體合成與表面改性技術。

目前，高純納米氧化鋁常見的制備方法可分為三大類：固相法、氣相法、液相法。具體而言主要有改良拜耳法、硫酸鋁銨熱解法、碳酸鋁銨熱解法、醇鋁水解法、直接水解法、溶膠凝膠法、水熱合成法、沉淀法、微乳液法、等離子體法、噴霧熱分解法等。

改良拜耳法是在傳統拜耳法的基礎上，通過數次的脫硅、脫鐵、分解等工序制備出高純氧化鋁。該法優點是所用原料廉價易得，制備過程無污染，但仍存在工藝復雜、效率低、能耗高等缺點，這個方法是法國Baikowski的技術路線之一，主要用于制作3N高純氧化鋁系列產品，具有粉體純度高，粒度分布窄，批次穩定性好等優點。任丙科技是國內少數掌握改良拜耳法核心技術并實現規?；慨a的企業，目前公司的高純超細氧化鋁粉體在高端陶瓷和精密拋光領域，公司產品已實現技術突破，批量生產的粉體質量接近甚至持平國外同類產品水平。

任丙科技高純超細氧化鋁粉體

醇鋁水解法對環境較為友好，醇與鋁進行反應時幾乎不會產生有害氣體，進行反應時使用的醇可以經過回收，提純后反復使用；該法使用的有機溶劑通常為異丙醇，對經過反應制備出的醇鋁進行多次的蒸餾純度提取，之后所生產產品的純度可達到99.999%，遠高于其它制備方法制備的氧化鋁純度。當然了，這種方法技術含量也極高，為了避免氧化鋁發生團聚，在水解以及焙燒時，條件的控制比較嚴格，生產成本相對也較高，住友化學正是采用該方法生產高純氧化鋁，該公司通過醇鋁水解工藝生產的高級氧化鋁是α-氧化鋁單晶，具有精確控制的粒度分布和近似球形的多面體形狀。

溶膠-凝膠法是合成納米氧化鋁的簡單有效方法。此方法具有粉體均勻性好、化學純度高等優點，但是也存在著工藝復雜、制作成本高，需要精準控制體系的反應物濃度和pH值等缺點。

直接水解法具有工藝流程簡單、無環境污染、成本低等優勢。但是對工藝控制較為嚴苛，生產過程不具有提純性，高純氧化鋁純度完全取決于高純鋁原料的純度。該法也是是法國Baikowski系列產品的第二種技術路線，主要用于制作其4N高純氧化鋁系列產品，可用于半透明多晶氧化鋁陶瓷、電子結構陶瓷件、生物陶瓷、LED燈用熒光粉涂層添加劑的制作。

近年來隨著LED產業的發展、寶石襯底需求量的增大，氧化鋁拋光液憑借較高的拋光速率在藍寶石拋光液中有很好的應用前景。然而氧化鋁拋光液在拋光過程中存在分散穩定性差、拋光過程容易出現凝聚現象使拋光面出現劃痕的問題。出現這種現象主要是因為氧化鋁顆粒由于受靜電力等作用發生團聚，容易出現絮凝分層等現象，破壞拋光液的分散性、穩定性。由磨料顆粒的團聚現象產生的大顆粒膠團，是化學機械拋光過程中襯底表面出現劃痕的主要原因。

改性處理很重要

為了提高顆粒表面規則度，減少拋光劃痕和凹坑，同時提高氧化鋁磨料分散度和拋光液穩定性。關鍵需要進行改性處理，常見的改性處理方法為利用偶聯劑、有機物、無機物等，一方面引入靜電排斥或空間位阻，防止沉降和團聚；一方面調控表面Zeta電位，適應不同pH的拋光液體系。

1.偶聯劑對氧化鋁進行表面改性處理

偶聯劑是目前應用最廣泛的表面改性劑，其中硅烷偶聯劑最具代表性，對表面有羥基的無機離子最為有效。硅烷偶聯劑對納米氧化鋁的表面改性作用明顯，通過與氧化鋁表面的羥基發生化學反應，實現表面有機化，改善其在有機相中的分散性和穩定性。

2.改變氧化鋁Zeta電位可改變拋光液穩定性

Zeta電位是衡量納米粒子膠體穩定性的重要參數，其絕對值越高，顆粒間的靜電斥力越大，拋光液的分散穩定性越好。實驗表明，通過調整pH值或加入特定的分散劑，如六偏磷酸鈉或聚丙烯酸鈉，可以改變氧化鋁顆粒的Zeta電位，從而提高拋光漿料的分散穩定性。

3.氧化鋁復合磨料的制備

以無機物包覆氧化鋁表面，以高硬度納米氧化鋁為核、以硬度較小的物質為殼包覆在氧化鋁表面。全球領先的CMP磨粒供應商FUJIMI所生產的F0系列復合磨料通過成分設計增加了氧化鋯、氧化硅以及氧化鈦組分，從而兼具穩定的研磨能力與防劃傷特性。杜曉冉等制備出以α-Al2O3為內核、以含Ce3+的氧化鈰為外殼的氧化鋁-氧化鈰核/殼復合磨粒。研究表明制備的磨料粒徑分布較集中，導熱性較單一，磨料好，分散性能好。但磨料粒度d50為2μm左右，主要應用于玻璃拋光，對于藍寶石襯底拋光而言粒徑較大，容易產生表面劃痕。

周興仁：高純氧化鋁精細陶瓷粉體的超細化工藝研究及其陶瓷制品的制備

吳俊星等：氧化鋁拋光液磨料制備及其穩定性研究進展

中國粉體網、企業官網、QY Research報告